磷酸钙骨水泥的研究进展

磷酸钙骨水泥是目前研究最多并被认为是最有发展前途的一种生物活性骨水泥.综述了磷酸钙骨水泥生物材料的开发与研究.首先简要介绍了磷酸钙骨水泥,然后分析了影响磷酸钙骨水泥强度的因素并重点综述目前提高强度的措施,最后展望了磷酸钙骨水泥的研究方向和应用前景.     

丝素纤维强化磷酸钙骨水泥的性能

采用在磷酸钙骨水泥(CPC)中掺入丝素纤维(SFF)来强化CPC。用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)研究材料的结构,用ISO水泥标准维卡仪测定CPC的凝固时间,用扫描电镜(SEM)观察材料的表面形态,在Instron上测定样品的力学性能。结果表明,CPC中的磷酸三钙和磷酸氢钙在固化过程中基本上转化为羟基磷灰石,SFF的加入加快了磷酸氢钙的转化。CPC的凝固时间随着掺入SFF含量的增加而缩短;弯曲强度和弯曲断裂功均随着SFF含量的增加而增加,尤其弯曲断裂功增加显著,但当SFF含量大于1.5%,两者均随着SFF含量的增加而所下降,但均比纯CPC的高;在CPC中加入1.5%的SFF,压缩强度和压缩断裂功均明显比纯CPC的高。     

纳米晶体纤维素增强磷酸钙骨水泥的研究

本研究探索具有良好力学性能的纳米晶体纤维素(NCC)对磷酸钙骨水泥(CPC)抗压强度的影响。采用万能力学试验机、Gilmore双针、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)表征含不同NCC的CPC理化性能; 利用扫描电子显微镜(SEM)和荧光显微镜观察CPC断面形貌和荧光标记的NCC在CPC中的分散。抗压强度结果表明: NCC能显著提高CPC的抗压强度, 且2% NCC-CPC的抗压强度最高, 约为27 MPa; CPC的凝固时间随NCC含量的增加而延长, 含量为2%时基本符合临床要求; XRD和XPS结果显示NCC与Ca²⁺形成不稳定的配合物, 促进了CPC中二水磷酸氢钙(DCPD)和CaCO₃的溶解和转化; SEM观察结果显示加入NCC使CPC内部结构更致密, 孔隙和裂纹减少; 荧光显微观察结果表明NCC在CPC中均匀分散。     

羟基磷灰石晶种的形貌控制及其对磷酸钙骨水泥的原位增强研究

统考察了不同晶种调节剂及其含量对晶种生长的影响,其中包括Ｄ－山梨醇,甘露醇,乳糖,葡萄糖,果糖．在此基础上,进一步将合成的晶种应用于磷酸钙骨水泥（简称ＣＰＣ）的原位增强中,使水化产物晶体之间定向生长和排列,从而达到对ＣＰＣ进行增强的目的．晶体各向间的表面能不同或表面结构存在差异导致晶体生长速率不同是原位增强的热力学基础．实验结果表明,该方法可使ＣＰＣ的抗压强度达到７６．１ＭＰａ,径向抗张强度达到２４．５ＭＰａ．     

N,O-羧甲基壳聚糖用于磷酸钙骨水泥调和液的研究

本文论述了直接提取的溶液态羧甲基壳聚糖作为磷酸钙骨水泥调和液的可行性.通过将提取的溶液态羧甲基壳聚糖和常规的羧甲基壳聚糖粉末进行红外光谱的分析比较,证实了溶液态的羧甲基壳聚糖和粉末状的产品具有一致的成分和取代度.此外,通过抗压强度测试和生物全身急性毒性测试表明溶液态的羧甲基壳聚糖能更好地改善抗压强度,并能够满足生物医用材料对生物毒性的要求.     

提高磷酸钙骨水泥抗压强度的方法及相关机理

抗压强度是评价骨填充材料性能优劣的主要因素之一。作为骨填充材料的磷酸钙骨水泥(CPC),较低的抗压强度限制了其应用。为拓展CPC的应用范围,研究者们采用多种方法提高其抗压强度,如增强CPC颗粒之间的键接,改变晶体微观形貌、结晶度、孔隙率、孔隙特征等。就各种提高CPC抗压强度的方法及相关机理进行综述。     

可注射磷酸钙骨水泥的研究进展

可注射磷酸钙骨水泥以其良好的生物相容性、骨传导性和可降解性等优点被广泛应用于临床的骨替换和修复等领域。综述了磷酸钙骨水泥(CPC)注射性能的评价指标,提出了评价CPC注射性能的有效方法,讨论了骨水泥的注射体系、制备方法和组成等对CPC注射性能的改进措施,并在此基础上探讨了CPC存在的问题及对策。     

磷酸钙骨水泥的生物学性能

寻求修复各种原因引起的骨组织缺损、畸形的新型材料和技术一直是生命科学和生物材料科学领域的一个重要课题.磷酸钙骨水泥具有良好的生物相容性、骨引导活性和生物降解性,具有一定的抗压强度,是一种较理想的骨移植替代材料.     

机械活化增强多孔磷酸钙骨水泥支架的研究

本研究采用球磨对磷酸钙骨水泥(CPC)起始粉末进行机械活化处理, 以期改善CPC力学性能, 并探讨了其影响机理。采用激光粒度仪、比表面积测量仪和X射线衍射仪(XRD)表征球磨后的CPC粉末(Ball milling CPC, BCPC)。利用发泡法制备多孔BCPC支架, 采用万能力学试验机、XRD和扫描电子显微镜(SEM)表征多孔BCPC支架。结果显示, 球磨后的BCPC粉末平均粒径减小, 比表面积增大, 表观密度、堆积密度及紧密密度减小。BCPC支架孔隙率为(77.98 ± 0.58)%, 抗压强度为(4.11 ± 0.46) MPa, 相比CPC支架的(64.23 ± 2.32)%和(1.99 ± 0.43) MPa有显著提高。SEM结果显示BCPC支架具有数微米和数百微米的两种孔隙结构。XRD结果表明机械活化作用降低了DCPD、α-TCP、CaCO₃和HA的晶粒尺寸和结晶度, 促使DCPD向DCPA转化, 促进了各相磷酸钙盐的水化和HA的沉积, 提高了BCPC支架的力学性能, 为增强CaP基多孔材料的力学性能和扩展其临床应用提供了新途径。     

等静压处理对磷酸钙骨水泥结构和性能的影响

采用冷等静压技术,在150MPa的压力下对磷酸钙骨水泥粉体进行等静压处理,然后使其在一定的条件下进行水化.采用扫描电镜(Scanning electronmicroscope,SEM)、红外光谱(Fourier transform ininfrared spectrome-try,FTIR)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和压汞仪等测试手段对其水化产物的结构和性能进行研究.结果表明,经过等静压处理,磷酸钙骨水泥粉体水化环境被改变,部分水化产物的晶体形貌由细小的短棒状变为六棱柱状,但主要物相仍为羟基磷灰石;水化固化体的孔隙率由未经等静压处理时的(46.32±2.70)%降到(24.75±1.15)%,抗压强度由(12.62±2.70)MPa提高到(43.05±2.08)MPa.     

锶锌共掺杂磷酸八钙微球制备及其骨修复性能

本文研究了锶、锌共掺杂磷酸八钙多孔微球(Sr/Zn-OCP)的制备及其体内成骨生物学效应。实验运用湿化学合成工艺制备了粒径为105μm、280μm和500μm三种单分散微球颗粒材料,然后再考察微球材料对大白兔股骨缺血性坏死骨缺损的再生修复效应以及微球颗粒度对缺损修复效率的影响规律,运用理化表征与组织学分析考察了微球的微结构和骨组织修复特性。结果显示,利用低浓度聚丙烯酸可以诱导多层化尺度均一的Sr/Zn-OCP多孔微球颗粒形成,并且通过改变反应溶液的搅拌速率可以改变微球的尺度大小;同时,三种粒度微球堆积体均可见骨缺损内新骨再生,但是粒度最大的500μm微球修复骨缺损效率最高,在微球植入术后10、16周时新骨再生率达到37%和62%。以上研究结果表明多孔性Sr/Zn-OCP微球具有优良的生物活性效应,在解决病理性骨缺损再生修复方面具有良好应用价值。     

药物对磷酸钙骨水泥性能的影响综述

药物载入磷酸钙骨水泥(CPC)可能会导致CPC凝结时间、力学性能等发生变化.难溶于水的药物与CPC接触形成的固-固界面相互间作用较弱,在载入量不太高时对CPC凝结时间、力学性能影响较小.而易溶于水的药物则可能导致CPC界面性质、酸碱性、转化过程等发生变化,从而时CPC凝结时间、力学性能等产生影响.CPC凝结时间和力学性能分别是衡量手术可操作性的重要指标和决定CPC应用范围的重要参数,就药物载入后对CPC凝结时间、力学性能的影响进行了综述.     

新型可降解钙磷骨水泥多孔支架研究

采用一种特殊的方法制备了孔径、孔隙率和孔形状可控的多孔羟基磷灰石骨水泥支架. 材料的抗压强度可达4MPa, 孔隙率可达70%, 孔与孔之间互相贯通, 大孔壁富含微孔. 细胞在材料表面黏附铺展且增殖良好, 体外模拟实验显示材料的降解速度随孔隙率的增加和Ca/P比的降低而加快, 多孔支架有优良的生物降解性和生物相容性. 该材料可用于修复骨组织缺损和作为支架材料用于组织工程.     

α-磷酸三钙-磷酸四钙生物骨水泥的研究

对α-磷酸三钙 (α TCP) 磷酸四钙 (TTCP)体系的胶凝特性进行了研究。探讨了α TCP TTCP复合骨水泥的水化硬化过程、水化产物、水化反应动力学、反应转化率、硬化体微观结构等变化规律及强度变化的根本原因。     

不同碳纳米管/羟基磷灰石复合粉末的添加对磷酸钙骨水泥性能和结构的影响

采用物理共混法(PB)、化学共沉积法(CC)和仿生浸泡法(BI)合成了多壁碳纳米管/羟基磷灰石复合粉(MWNTs/HA), 并将其作为磷酸钙骨水泥(CPC)的固相粉末之一, 分别制备了相应的CPC样品。由于MWNTs对液相中水分子的吸附、毛细管作用以及表面存在较多的亲水基团, 使得含有MWNTs的CPC样品的亲水性得以提高, 且初凝时间和终凝时间都有所缩短, 但仍满足临床应用的要求。由于CPC中的MWNTs/HA复合粉末的合成方式不同, 使之对CPC的抗压性能、CPC中HA的结晶性、微观形貌影响均较大, 但并不影响CPC的晶相组成。其中PB法所合成的MWNTs/HA复合粉末能促进CPC中纳米级HA晶体的转化和生长, 使针状HA含量的表现为最高, 且抗压力学性能为最好, 其抗压强度和弹性模量分别较空白CPC提高了48.23%和41.87%。     

自固化磷酸钙的研究进展

综述了自固化磷酸钙的最新研究进展,包括材料性能的优化,生物学评价及临床研究。结果表明,好的生物相容怀和任意塑型特性的结合,使自固化磷酸钙成为目前最具优势和潜力的骨修复材料,随着研究的进一步深入,其应用前景十分广阔。     

新型骨水泥 CMCS的研制

研制了一种新型的磷酸钙骨水泥产品(CMCS),研究了CMCS制备的各种工艺条件(如组分配比、液固比等)对产品性能的影响,分析讨论了CMCS水化机理。     

含锶磷酸钙骨水泥的制备及性能研究

通过混合磷酸四钙、磷酸氢钙、磷酸氢锶及稀磷酸制备了一种含锶磷酸钙骨水泥(Sr-CPC),研究了水泥固/液比、含锶量及仿生浸泡时间对其结构组态及抗压强度的影响.结果表明,不同组分的CPC在调和浆体时均存在最佳固/液比,且对应的凝结时间适合临床手术要求;Sr-CPC试样在模拟体液(SBF)中浸泡24h后固化产物为含锶缺钙羟基磷灰石;适量锶的加入及较短时间仿生浸泡均可显著改善Sr-CPC固化体的抗压强度,并且浸泡过程对固化体抗压强度的影响主要体现在其微观结构的变化.     

磷酸钙骨水泥大孔径多孔组织工程支架的制备及其纤维增强

采用粒子溶出造孔法, 用棒状谷氨酸钠晶体作为造孔粒子, 制备磷酸钙骨水泥多孔支架, 研究了造孔粒子含量和多孔支架孔隙率之间的关系, 并加入甲壳素纤维来改善支架材料的力学性能. 结果表明, 支架材料的孔隙率可达(79.8±2.3)%,孔隙直径100～600μm; 复合纤维后支架的强度提高了3～4倍, 断裂应变显著提高, 可作为非承重部位骨缺损修复的骨组织工程支架材料.